(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素吸蔵合金を負極活物質とする水素吸蔵合金負極板と、ニッケル酸化物あるいはニッケル水酸化物を正極活物質とするニッケル正極板と、これらの両極板を隔離するセパレータと、アルカリ電解液とを外装缶内に備えたアルカリ蓄電池であって、
前記水素吸蔵合金負極板の極板容量Ｘ（Ａｈ）に対する表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘが７０ｃｍ2／Ａｈ以上（Ｙ／Ｘ≧７０ｃｍ2／Ａｈ）で、かつ前記水素吸蔵合金負極板における水素吸蔵合金粉末の充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上であるとともに、
前記水素吸蔵合金のビッカーズ強度は６４０Ｈｖ以下であり、
当該水素吸蔵合金は合金主相の結晶構造がＣｅ2Ｎｉ7構造を有し、かつ少なくとも希土類元素、ニッケル、マグネシウム、アルミニウムを含有し、
前記水素吸蔵合金負極板の極板曲げ強度Ｒ（ＭＰａ）は５２×１０-4（ＭＰａ）〜８５×１０-4（ＭＰａ）であって、当該水素吸蔵合金負極板の芯体の曲げ強度Ｓ（ＭＰａ）との割合（Ｒ／Ｓ）が１．３〜１．７（１．３≦Ｒ／Ｓ≦１．７）であり、
前記水素吸蔵合金は粉末の平均粒径が３０μｍ以下であることを特徴とするアルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動自転車やハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）や電気自動車（ＰＥＶ：Pure Electric Vehicle）等の高出力が要求される用途に適したアルカリ蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池（蓄電池）の用途が拡大して、携帯電話、ノートパソコン、電動工具、電動自転車、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ）など広範囲にわたって用いられるようになった。このうち、特に、電動自転車、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ）などの高出力が求められる機器の電源用としては、従来の範囲を遙かに超えた高出力が求められるようになった。このような従来の範囲を遙かに超えた高出力化を達成するための手法が、例えば、特許文献１（特開２０００−８２４９１号公報）などで提案されるようになった。
【０００３】
ところで、特許文献１にて提案された高出力化を達成するための手法においては、正極板と負極板との総対向面積を大きくするようにして、両極板間に流れる電流の密度（電流密度）を小さくするようにしている。これにより、高い放電率で作動させても内部抵抗に起因する作動電圧の低下を防止することが可能となって、大きな放電電流を取り出すことができるようになる。この場合、正極板と負極板との総対向面積を大きくするために、正極板および負極板の厚みをできる限り薄くして、渦巻状電極群における正極板および負極板の層数（巻回数）をできる限り多くするようにしている。
【特許文献１】特開２０００−８２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した特許文献１に示されるように、正極板および負極板の厚みをできる限り薄くして、正極板と負極板との総対向面積を増大させるようにすると、渦巻状電極群を作製する際の捲回工程において巻ズレが発生するという問題が生じた。このような巻ズレは、渦巻状電極群の捲回方向に直交する方向に負極板がずれて、渦巻状電極群から負極板がはみ出すというもので、特に、水素吸蔵合金粉末の充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上と高充填密度になった水素吸蔵合金負極板において顕著に生じるようになることが判明した。
【０００５】
これは、水素吸蔵合金負極板は水素吸蔵合金粉末を含有するスラリーを導電性芯体に塗着し、乾燥後、圧延することにより作製されるが、水素吸蔵合金負極板の薄型化に伴い、高い圧力で圧延されるため、導電性芯体に水素吸蔵合金粉末が食い込むようになる。これにより、水素吸蔵合金負極板が硬化することとなって、水素吸蔵合金負極板の柔軟性が低下するとともに水素吸蔵合金負極板に歪み（反り）が発生するようになる。この結果、渦巻状電極群を作製する際に、渦巻状電極群から水素吸蔵合金負極板がはみ出すという巻ズレが発生するようになる。
【０００６】
通常、この種の水素吸蔵合金負極板の幅方向の端部には水素吸蔵合金スラリーが塗着されていない芯体露出部が形成されていて、渦巻状に巻回後、この芯体露出部に負極集電体を溶接するようにしている。このため、このような巻ズレが巻回時に発生するようになると、芯体露出部と負極集電体との溶接部に溶接不良が発生するようになる。溶接不良が発生すると、溶接不良箇所での抵抗が増加するようになる。すると、この抵抗増加に起因して、該当部での反応性の低下を招来するようになって、高出力化を達成することができなくなるという問題を生じるようになる。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたものであって、正極板との対向面積が大きく、かつ高密度充填された水素吸蔵合金負極板を用いても、渦巻状電極群を形成する際の巻ズレの発生を抑制できるようにして、負極集電体との溶接部での抵抗増加を抑制し、高出力化を達生できるアルカリ蓄電池を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアルカリ蓄電池は、水素吸蔵合金を負極活物質とする水素吸蔵合金負極板と、ニッケル酸化物あるいはニッケル水酸化物を正極活物質とするニッケル正極板と、これらの両極板を隔離するセパレータと、アルカリ電解液とを外装缶内に備えている。そして、上記目的を達成するため、水素吸蔵合金負極板の電極容量Ｘ（Ａｈ）に対する表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘが７０ｃｍ2／Ａｈ以上（Ｙ／Ｘ≧７０ｃｍ2／Ａｈ）で、かつ水素吸蔵合金負極板における水素吸蔵合金粉末の充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上であるとと
もに、水素吸蔵合金のビッカーズ強度は６４０Ｈｖ以下であり、当該水素吸蔵合金は合金主相の結晶構造がＣｅ2Ｎｉ7構造を有し、かつ少なくとも希土類元素、ニッケル、マグネシウム、アルミニウムを含有し、前記水素吸蔵合金負極板の極板曲げ強度Ｒ（ＭＰａ）は５２×１０-4（ＭＰａ）〜８５×１０-4（ＭＰａ）であって、当該水素吸蔵合金負極板の芯体の曲げ強度Ｓ（ＭＰａ）との割合（Ｒ／Ｓ）が１．３〜１．７（１．３≦Ｒ／Ｓ≦１．７）であり、前記水素吸蔵合金は粉末の平均粒径が３０μｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
ここで、渦巻状電極群を形成する際の巻ズレの発生を抑制するためには、ビッカーズ硬度が低くて柔軟性のある導電性芯体（負極芯体）を使用することが考えられる。ところが、周知の負極芯体はＮｉメッキ軟鋼材であるため、ビッカーズ硬度は１５０〜３００Ｈｖ程度と大きい。このため、負極芯体のビッカーズ硬度をさらに低くするためには負極芯体を焼鈍する必要がある。しかしながら、Ｎｉメッキ軟鋼材を焼鈍すると、ＦｅのＮｉメッキ層への拡散が進行して、負極芯体としての導電性低下をもたらすこととなる。このため、負極芯体のビッカーズ硬度を低下させるには限界があった。
【００１０】
そこで、本発明者等は種々検討した結果、ビッカーズが低い水素吸蔵合金を用いればビッカーズ硬度が１５０〜３００Ｈｖ程度のＮｉメッキ軟鋼材からなる負極芯体を用いても水素吸蔵合金負極板の柔軟性が向上して、渦巻状電極群を形成する際の巻ズレの発生を抑制することが可能となることが明らかになった。この場合、ビッカーズ硬度が６４０Ｈｖより大きい水素吸蔵合金を用いると、水素吸蔵合金負極板を薄型化するための圧延時に、水素吸蔵合金粉末が負極芯体に過度に食い込むようになる。これにより、水素吸蔵合金負極板が硬化して、柔軟性が低下したり極板歪み（反り）が生じるようになる。このため、ビッカーズ強度が６４０Ｈｖ以下の水素吸蔵合金を用いる必要がある。
【００１１】
ここで、合金主相の結晶構造がＣｅ2Ｎｉ7構造を有し、かつ少なくとも希土類元素、ニッケル、マグネシウム、アルミニウムを含有する水素吸蔵合金は、ビッカーズ硬度を６４０Ｈｖ以下に低くすることが可能であることが明らかとなった。そして、上述のようなビッカーズ硬度が低い水素吸蔵合金を用いると、水素吸蔵合金負極板の極板容量Ｘ（Ａｈ）に対する表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘが７０ｃｍ2／Ａｈ以上（Ｙ／Ｘ≧７０ｃｍ2／Ａｈ）の高対向面積で、かつ水素吸蔵合金負極板における水素吸蔵合金粉末の充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上という高充填密度であっても、水素吸蔵合金負極板の柔軟性を向上させることが可能となった。
【００１２】
これにより、渦巻状電極群を形成する際の巻ズレの発生を抑制することが可能となり、負極集電体との溶接部での抵抗増加を抑制して高出力化を達成することができるアルカリ蓄電池を得ることが可能となる。
【００１３】
なお、水素吸蔵合金負極板の極板曲げ強度Ｒ（ＭＰａ）は５２×１０-4（ＭＰａ）〜８５×１０-4（ＭＰａ）であって、当該水素吸蔵合金負極板の芯体の曲げ強度Ｓ（ＭＰａ）との割合（Ｒ／Ｓ）が１．３〜１．７（１．３≦Ｒ／Ｓ≦１．７）であると、渦巻状電極群を形成する際の巻ズレの発生が抑制でき、高出力を得ることが明らかとなった。このため、水素吸蔵合金負極板の極板曲げ強度Ｒ（ＭＰａ）は５２×１０-4（ＭＰａ）〜８５×１０-4（ＭＰａ）で、当該水素吸蔵合金負極板の芯体の曲げ強度Ｓ（ＭＰａ）との割合（Ｒ／Ｓ）が１．３〜１．７（１．３≦Ｒ／Ｓ≦１．７）である必要がある。
【００１４】
この場合、水素吸蔵合金粉末の平均粒径が３０μｍよりも大きくなると、水素吸蔵合金負極板を薄型化するための圧延時に、水素吸蔵合金粉末が負極芯体に過度に食い込むようになって極板硬化が生じ易くなる。このため、平均粒径が３０μｍ以下の水素吸蔵合金粉末を用いる必要がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、従来の範囲を遥かに越える正・負極板の総対向面積を有するアルカリ蓄電池において、水素吸蔵合金のビッカーズ硬度を最適化することにより水素吸蔵合金負極板の柔軟性を所定量に維持することを可能とする。これにより、渦巻状電極群の捲回時の巻きズレの発生を抑制することを可能とし、従来の範囲を遥かに超える高出力化を達成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ついで、本発明の実施の形態を以下の図１〜図５に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。なお、図１は本発明のアルカリ蓄電池を模式的に示す断面図である。図２は水素吸蔵合金負極板の反り量（ｍｍ）を説明するための図である。図３は水素吸蔵合金負極容量Ｘ（Ａｈ）に対する水素吸蔵合金負極の表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ）と反り量（ｍｍ）の関係を示すグラフである。図４は水素吸蔵合金負極容量Ｘ（Ａｈ）に対する水素吸蔵合金負極の表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ）と巻ズレ量（ｍｍ）の関係を示すグラフである。図５は電池出力試験を行う状態の電池を模式的に示す図である。
【００１７】
１．水素吸蔵合金
Ｌｎ（Ｙを含む希土類元素）、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＡｌあるいはＬｎ（Ｙを含む希土類元素）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｎを所定のモル比の割合で混合した後、これらの混合物をアルゴンガス雰囲気の高周波誘導炉に投入して溶解させた後、冷却し、ついで、得られた水素吸蔵合金の融点よりも１００℃低い温度で所定時間の熱処理を行って、水素吸蔵合金のインゴットを作製した。この場合、組成式がＬｎ0.89Ｍｇ0.11Ｎｉ3.2Ｃｏ0.1Ａｌ0.2で表されるものを水素吸蔵合金ａとし、Ｌｎ0.87Ｍｇ0.13Ｎｉ3.4Ｃｏ0.1Ａｌ0.2で表されるものを水素吸蔵合金ｂとした。また、ＬｎＮｉ4.3Ｃｏ0.6Ａｌ0.3Ｍｎ0.2で表されるものを水素吸蔵合金ｃとした。
【００１８】
なお、これらの水素吸蔵合金ａ，ｂは合金主相の結晶構造がＣｅ2Ｎｉ7構造を有し、水素吸蔵合金ｃはＣａＣｕ5型結晶構造を主結晶相とするＡＢ５型系水素吸蔵合金である。そして、これらの水素吸蔵合金ａ〜ｃのビッカーズ硬度を求めると下記の表１に示すような結果となった。この場合、微小硬度計（島津製作所製  測定荷重：３００ｇ）を用いて測定した。
【表１】
0005213312.tif 000002
【００１９】
上記表１の結果から明らかなように、合金主相の結晶構造がＣｅ2Ｎｉ7構造を有し、少なくとも希土類元素、Ｍｇ，Ｎｉ，Ａｌを含有する水素吸蔵合金ａ，ｂは、ビッカーズ硬度(Ｈｖ)が５５２〜６４０Ｈｖと低いのに対して、ＣａＣｕ5型結晶構造を主結晶相とする水素吸蔵合金ｃのビッカーズ硬度(Ｈｖ)は６９０Ｈｖと高いことが分かる。
【００２０】
２．水素吸蔵合金負極板
ついで、これらの各水素吸蔵合金ａ〜ｃの塊を粗粉砕した後、不活性ガス雰囲気中で平均粒径が３０μｍになるまで機械的に粉砕して、水素吸蔵合金粉末を作製した。この後、得られた各水素吸蔵合金粉末１００質量部に対し、非水溶性結着剤としてのＳＢＲ（スチレンブタジエンラテックス）を１．０質量部と水（あるいは純水）を加え、水素吸蔵合金スラリーを作製した。ついで、ビッカーズ硬度が１３０Ｈｖで、開孔率が３０％の多孔基板からなるＮｉメッキ軟鋼材製の負極芯体を用意した。この場合、厚みが６０μｍのものを負極芯体αとし、厚みが８０μｍのものを負極芯体βとした。この後、用意した負極芯体に、充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3となるように水素吸蔵合金スラリーを塗着し、乾燥させた後、所定の厚みになるように圧延した。この後、所定の寸法になるように切断して、水素吸蔵合金負極板１１（ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３）をそれぞれ作製した。
【００２１】
ここで、水素吸蔵合金ａを用い、負極芯体がα（厚み６０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が１０．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が１０３０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ａ１とし、負極芯体がβ（厚み８０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が１０．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が７６０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ａ２とし、負極芯体がβ（厚み８０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が５．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が２３０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ａ３とした。
【００２２】
また、水素吸蔵合金ｂを用い、負極芯体がα（厚み６０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が１０．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が１０３０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ｂ１とし、負極芯体がβ（厚み８０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が１０．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が７６０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ｂ２とし、負極芯体がβ（厚み８０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が５．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が２３０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ｂ３とした。
【００２３】
さらに、水素吸蔵合金ｃを用い、負極芯体がα（厚み６０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が１０．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が１０３０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ｃ１とし、負極芯体がβ（厚み８０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が１０．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が７６０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ｃ２とし、負極芯体がβ（厚み８０μｍ）で、負極容量Ｘ（Ａｈ）が５．８Ａｈで、負極表面積Ｙ（ｃｍ2）が２３０ｃｍ2のものを水素吸蔵合金負極板ｃ３とした。そして、これらの水素吸蔵合金負極板ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３の内容を表に示すと、下記の表２に示すようになる。
【表２】
0005213312.tif 000003
【００２４】
３．水素吸蔵合金負極板の曲げ強度
上述のようにして作製した水素吸蔵合金負極板ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３を６０ｍｍ×４５ｍｍの寸法に裁断し、アイコーエンジニアリング製曲げ試験装置（ＪＩＳＲ１６０１規格）を用いて、三点曲げ強度試験を行った。このとき、支点間距離は２０ｍｍで、変位速度は１０ｍｍ／ｍｉｎで、５ＫｇＦのロードセルを用い、水素吸蔵合金負極板ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３の極板曲げ強度Ｒ（限界曲げ強度：ＭＰａ）および反り量（ｍｍ）を測定すると、下記の表３に示すような結果が得られた。この場合、反り量（ｍｍ）とは、図２に示すように、水素吸蔵合金負極板ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３の芯体露出部ｘ側の両端部と極板中央との距離ｈ（ｍｍ）を意味する。また、負極芯体（α，β）の芯体曲げ強度Ｓを測定すると、芯体αは３９×１０-4ＭＰａ（Ｓα＝３９×１０-4ＭＰａ）であり、芯体βは５１×１０-4ＭＰａ（Ｓβ＝５１×１０-4ＭＰａ）であった。
【表３】
0005213312.tif 000004
【００２５】
上記表３の結果から明らかなように、負極板容量Ｘ（Ａｈ）に対する負極板表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合（Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ））が等しい負極板ａ１，ｂ１，ｃ１（（ａ２，ｂ２，ｃ２）（ａ３，ｂ３，ｃ３））同士を比較すると、それぞれ負極板容量Ｘ（Ａｈ）に対する負極板表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合（Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ））が等しい場合、負極板ｃ１，ｃ２，ｃ３の極板曲げ強度Ｒ（ＭＰａ）が一番大きいことが分かる。
即ち、水素吸蔵合金のビッカーズ硬度の違いにより、負極板の柔軟性が異なり、ビッカーズ硬度が低い水素吸蔵合金を用いた負極板ほど極板曲げ強度が小さく、柔軟性が大きいことが分かる。
そして、芯体曲げ強度Ｓ(ＭＰａ)に対する極板曲げ強度Ｒ(ＭＰａ)の割合Ｒ／Ｓが小さいほど極板柔軟性が良好で、極板の反りが小さいことが分かる。
【００２６】
４．ニッケル正極板
多孔度が約８５％の多孔性ニッケル焼結基板を比重が１．７５の硝酸ニッケルと硝酸コバルトの混合水溶液に浸漬して、多孔性ニッケル焼結基板の細孔内にニッケル塩およびコバルト塩を保持させた。この後、この多孔性ニッケル焼結基板を２５質量％の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液中に浸漬して、ニッケル塩およびコバルト塩をそれぞれ水酸化ニッケルおよび水酸化コバルトに転換させた。
【００２７】
ついで、充分に水洗してアルカリ溶液を除去した後、乾燥を行って、多孔性ニッケル焼結基板の細孔内に水酸化ニッケルを主成分とする活物質を充填した。このような活物質充填操作を所定回数（例えば６回）繰り返して、多孔性焼結基板の細孔内に水酸化ニッケルを主体とする活物質の充填密度が２．５ｇ／ｃｍ3になるように充填した。この後、室温で乾燥させた後、所定の寸法に切断してニッケル正極１２を作製した。
【００２８】
５．ニッケル−水素蓄電池
この後、上述のようにして作製した水素吸蔵合金負極１１とニッケル正極１２とを用い、これらの間に、ポリプロピレン製不織布からなるセパレータ１３を介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極群を作製した。なお、このようにして作製された渦巻状電極群の下部には水素吸蔵合金負極板１１の芯体露出部１１ｃが露出しており、その上部にはニッケル正極板１２の芯体露出部１２ｃが露出している。
【００２９】
ついで、得られた渦巻状電極群の下端面に露出する芯体露出部１１ｃに負極集電体１４を溶接するとともに、渦巻状電極群の上端面に露出するニッケル正極板１２の芯体露出部１２ｃの上に正極集電体１５を溶接した。この後、正極集電体１５の上部に円筒状の正極用リード１６を溶接した。この場合、円筒状の正極用リード１６には、正極集電体１５の溶接電極挿入用の中心開口１５ｂに対応する位置にこの開口１５ｂに連通する開口１６ａが形成されている。
【００３０】
ついで、鉄にニッケルメッキを施した有底筒状の外装缶（底面の外面は負極外部端子となる）１７内に収納した後、開口１７ａおよび中心開口１５ｂを通して図示しない溶接電極を挿入し、水素吸蔵合金負極板１１に溶接された負極集電体１４を外装缶１７の内底面に溶接した。ついで、外装缶１７の上部内周側に防振リング１９ｂを挿入し、外装缶１７の上部外周側に溝入れ加工を施して防振リング１９ｂの上端部に環状溝部１７ａを形成した。この後、外装缶１７内に３０質量％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液からなるアルカリ電解液を注入した。なお、アルカリ電解液の注液量は電池容量（Ａｈ）当たり２．５ｇ（２．５ｇ／Ａｈ）とした。
【００３１】
さらに、この外装缶１７の開口部の上部に、封口板１８ａの底面が正極用リード１６の円筒部分に接触するように配置した。ここで、封口板１８ａの上部には正極キャップ（正極外部端子）１８ｂが設けられており、この正極キャップ１８ｂ内には弁板１８ｃとスプリング１８ｄからなる弁体を備えており、封口板１８ａの中央にはガス抜き孔が形成されており、封口板１８ａと正極キャップ１８ｂとで封口体１８が形成されている。ついで、正極キャップ（正極外部端子）１８ｂの上面に一方の溶接電極（図示せず）を配置するとともに、外装缶１７の底面（負極外部端子）の下面に他方の溶接電極（図示せず）を配置した。
【００３２】
この後、これらの一対の溶接電極間に所定の圧力を加えながら、これらの溶接電極間に電池の放電方向に所定の電圧を印加し、所定のパルス電流を流す通電処理を施した。この通電処理により、封口板１８ａの底面と正極用リード１６の周側縁との接触部分が溶接されることとなる。このように、一対の溶接電極間に所定の圧力を加えながら、これらの溶接電極間に電圧を印加して、通電処理を施すことにより、円筒状の正極用リード１６の高さ寸法にばらつきがあっても、円筒状の正極用リード１６の周側縁と封口板１８ａの底面との間に接触点を形成することが可能となる。これにより、溶接強度に優れた溶接部を形成することができるようになる。
【００３３】
ついで、封口体１８の封口板１８ａの周縁に絶縁ガスケット１９ａを嵌着させ、プレス機を用いて封口体１８に加圧力を加えて、絶縁ガスケット１９ａの下端が外装缶１７の上部外周に設けられた環状溝部１７ａの位置になるまで封口体１８を外装缶１７内に押し込む。この後、外装缶１７の開口端縁１７ｂを内方にかしめて電池を封口することによりニッケル−水素蓄電池Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３をそれぞれ組み立てた。
【００３４】
なお、この封口時の加圧力により、円筒状の正極用リード１６は押しつぶされ、その断面形状は円形が押しつぶされた楕円形状となる。ここで、負極板ａ１を用いたものを電池Ａ１とし、負極板ａ２を用いたものを電池Ａ２とし、負極板ａ３を用いたものを電池Ａ３とした。また、負極板ｂ２を用いたものを電池Ｂ２とした。さらに、負極板ｃ１を用いたものを電池Ｃ１とし、負極板ｃ２を用いたものを電池Ｃ２とし、負極板ｃ３を用いたものを電池Ｃ３とした。
【００３５】
上述のように各電池Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３をそれぞれ作製するに際して、各電極群の中央部において縦方向に切断し、負極芯体露出部のズレの最大差を巻ズレ量として求めると、下記の表４に示すような結果が得られた。また、表４の結果から、Ｙ／Ｘ（ｃｍ２／Ａｈ）を横軸にプロットし、上記表３で得られた反り量を縦軸にプロットしてグラフに表すと、図３に示すような結果が得られた。また、表４の結果から、Ｙ／Ｘ（ｃｍ２／Ａｈ）を横軸にプロットし、巻ズレ量を縦軸にプロットしてグラフに表すと、図４に示すような結果が得られた。
【表４】
0005213312.tif 000005
【００３６】
上記表４および図３、図４の結果から明らかなように、水素吸蔵合金ａ（ビッカーズ硬度５５２Ｈｖ）からなる負極板ａ１，ａ２，ａ３を用いた電池Ａ１，Ａ２，Ａ３であっても、水素吸蔵合金ｂ（ビッカーズ硬度６４０Ｈｖ）からなる負極板ｂ１，ｂ２，ｂ３を用いた電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３であっても、あるいは水素吸蔵合金ｃ（ビッカーズ硬度６９０Ｈｖ）からなる負極板ｃ１，ｃ２，ｃ３を用いた電池Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３であっても、負極板容量Ｘ(Ａｈ)に対する負極板表面積Ｙ(ｃｍ2)の割合（Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ））が７０ｃｍ2／Ａｈ以上になると、反り量および巻きズレ量が大きくなることが分かる。
【００３７】
ここで、水素吸蔵合金ａ（ビッカーズ硬度５５２Ｈｖ）の場合、負極板ａ１を用いた電池Ａ１と、負極板ａ３を用いた電池Ａ３との反り量の差は０．８ｍｍで、ズレ量の差は０．０８ｍｍと小さいことが分かる。また、水素吸蔵合金ｂ（ビッカーズ硬度６４０Ｈｖ）の場合、負極板ｂ１を用いた電池Ｂ１と、負極板ｂ３を用いた電池Ｂ３との反り量の差は１．０ｍｍで、ズレ量の差は０．０９ｍｍと小さいことが分かる。これらに対して、水素吸蔵合金ｃ（ビッカーズ硬度６９０Ｈｖ）の場合、負極板ｃ１を用いた電池Ｃ１と、負極板ｃ３を用いた電池Ｃ３との反り量の差は２．３ｍｍで、ズレ量の差は０．２２ｍｍと極めて大きいことが分かる。
【００３８】
これらのことから、Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ）が７０ｃｍ2／Ａｈ以上という従来の範囲を超える負極表面積を有する負極板において、ビッカーズ硬度が６４０Ｈｖ以下である水素吸蔵合金ａ，ｂを用いることで、極板曲げ強度Ｒ(ＭＰａ)が５２×１０-4ＭＰａ〜８５×１０-4ＭＰａで、芯体曲げ強度Ｓ(ＭＰａ)との割合Ｒ／Ｓが１．０〜１．７という適正値に維持することが可能となり、巻きズレを抑制することが可能となるということができる。
【００３９】
６．出力特性の測定
ついで、出力特性の測定を以下のようにして行った。この場合、上述のようにして作製した電池Ａ２，Ｃ２を用いて、まず、２５℃の温度雰囲で、１Ｉｔの充電々流でＳＯＣ（State Of Charge：充電深度）の１２０％まで充電し、１時間休止した。ついで、７０℃の温度雰囲中に２４時間放置（熟成）した後、４５℃の温度雰囲で１Ｉｔの放電々流で電池電圧が０．３Ｖになるまで放電させた。ついで、このような充電→休止→熟成→放電のサイクルを２サイクル繰り返して、これらの各電池Ａ２，Ｃ２を活性化した。
【００４０】
活性化終了後、図５に示すように、外装缶１７の一部を剥ぎ取り、さらに外装缶１７の缶底から負極集電体１４が露出するように外装缶の一部を取り除いた。この後、正極集電体１５にリ一ドＸを溶接し、負極板１１にリ一ドＹを溶接し、負極集電体１４にリ一ドＺを溶接した。リ一ドＸとリ一ドＹとの間、リ一ドＸとリ一ドＺとの間、およびリ一ドＹとリ一ドＺとの間に電圧測定点をそれぞれ設けた。この後、２５℃の温度雰囲で、１Ｉｔの充電電流でＳＯＣ（State Of Charge ：充電深度）の５０％まで充電した後、３時間休止した。
【００４１】
ついで、任意の放電レートで１０秒間放電させた後、３０分間休止させた。その後、任意の充電レートで１０秒間充電させ、３０分間休止させた。このような任意の放電レートでの放電、任意の充電レートでの充電を繰り返した。この場合、任意の放電レート（充電レート）は、１０Ｉｔ→１５Ｉｔ→２０Ｉｔ→２７Ｉｔの順で放電電流（充電電流）を増加させ、各放電レート（充電レート）で１０秒間経過時点での各電池Ａ２，Ｃ２の各電圧測定点での電圧（Ｖ）を各電流毎にそれぞれ測定した。
【００４２】
ここで、各放電レート（充電レート）を横軸（ｘ軸）にプロットし、得られた各電圧測定点での電圧（Ｖ）を縦軸（ｙ軸）にプロットして、各電圧測定点でのＶ−Ｉ特性を求め、求めたＶ−Ｉ特性を最小二乗法で直線回帰し、その傾きを内部抵抗ＤＣＲ（ｍΩ）として求めた。この場合、リ一ドＸとリ一ドＺとの間の内部抵抗をＤＣＲ（ｘ，ｚ）と表し、リ一ドＸとリ一ドＹとの間の内部抵抗をＤＣＲ（ｘ，ｙ）と表し、リ一ドＹとリ一ドＺとの間の内部抵抗をＤＣＲ（ｙ，ｚ）と表すと、下記の表５に示すような結果となった。
【表５】
0005213312.tif 000006
【００４３】
上記表５の結果から明らかなように、負極板１１に柔軟性をもたせ、負極巻きズレ量および反りを低減させた負極板ａ２を用いた電池Ａ２の方が、負極巻きズレ量および反りが大きい負極板ｃ２を用いた電池Ｃ２よりも、負極板１１と負極集電体１４との間の内部抵抗ＤＣＲ(ｙ,ｚ)が低減されていることが分かる。
【００４４】
７．水素吸蔵合金粉末の粒径の検討
ついで、水素吸蔵合金粉末の平均粒径について検討した。そこで、水素吸蔵合金ａ（Ｌｎ0.89Ｍｇ0.11Ｎｉ3.2Ｃｏ0.1Ａｌ0.2：ビッカーズ硬度は５５２Ｈｖ）を用い、この水素吸蔵合金ａの塊を粗粉砕した後、不活性ガス雰囲気中で平均粒径が５０μｍおよび７５μｍになるまで機械的に粉砕して、水素吸蔵合金粉末を作製した後、上述と同様に水素吸蔵合金スラリーを作製した。ついで、上述と同様にビッカーズ硬度が１３０Ｈｖで、厚みが８０μｍで、開孔率が３０％で、曲げ強度Ｓが５１×１０-4ＭＰａ（Ｓα＝５１×１０-4ＭＰａ）のＮｉメッキ軟鋼材製の多孔基板からなる負極芯体を用意した。
【００４５】
この後、この負極芯体に充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3となるように水素吸蔵合金スラリーを塗着し、乾燥させた後、所定の厚みになるように圧延した。この後、所定の寸法になるように切断して、極板容量（Ｘ）が１０．８Ａｈで、極板表面積（Ｙ）が７０ｃｍ2の水素吸蔵合金負極板１１（ｄ２，ｅ２）をそれぞれ作製した。ここで、平均粒径が５０μｍの水素吸蔵合金粉末を用いたものを水素吸蔵合金負極板ｄ２とし、平均粒径が７５μｍの水素吸蔵合金粉末を用いたものを水素吸蔵合金負極板ｅ２とした。ついで、これらの水素吸蔵合金負極板ｄ２，ｅ２を用いて、上述と同様に極板の曲げ強度Ｒ(ＭＰａ)および反り量（ｍｍ）を測定すると下記の表６に示すような結果が得られた。なお、下記の表６には、水素吸蔵合金負極板ａ２の結果も併せて示している。
【表６】
0005213312.tif 000007
【００４６】
上記表６の結果から明らかなように、水素吸蔵合金粉末の平均粒径が大きくなるほど極板曲げ強度ＲおよびＲ／Ｓが大きくなり、水素吸蔵合金負極板の柔軟性が低下することが分かる。また、水素吸蔵合金粉末の平均粒径が大きくなるほど水素吸蔵合金負極板の反り量が大きくなることが分かる。これは、水素吸蔵合金粉末の平均粒径が３０μｍより大きくなると、水素吸蔵合金負極板を薄型化するための圧延時に、水素吸蔵合金粉末が負極芯体に過度に食い込むようになって極板硬化が生じ易くなったためと考えられる。このことから、水素吸蔵合金粉末の平均粒径は３０μｍ以下が望ましいということができる。
【００４７】
以上の表１〜表５および図３，４の結果を総合すると、以下のようにいうことができる。即ち、水素吸蔵合金粉末の充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上である水素吸蔵合金負極の電極容量Ｘ（Ａｈ）に対する極板表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ）が７０ｃｍ2／Ａｈ以上である水素吸蔵合金負極板１１を備えたアルカリ蓄電池を作製する場合、合金主相がＣｅ2Ｎｉ7構造を有し、少なくとも希土類元素、Ｎｉ、Ｍｇ、Ａｌを含有する水素吸蔵合金を用いることで、水素吸蔵合金のビッカーズ硬度が６４０Ｈｖ以下とすることが可能となる。
【００４８】
これにより、水素吸蔵合金スラリーを周知のビッカーズ硬度を有するＮｉメッキ軟鋼からなる負極芯体に塗着し乾燥後、圧延することにより、極板曲げ強度（Ｒ）が５２×１０-4ＭＰａ〜８５×１０-4ＭＰａで、かつ芯体曲げ強度（Ｓ）との割合（Ｒ／Ｓ）を１．３〜１．７とすることで、渦巻状電極群を作製する際の負極の巻きずれを抑制することが可能となり、高出力化を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のアルカリ蓄電池を模式的に示す断面図である。
【図２】水素吸蔵合金負極板の反り量（ｍｍ）を説明するための図である。
【図３】水素吸蔵合金負極容量Ｘ（Ａｈ）に対する水素吸蔵合金負極の表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ）と反り量（ｍｍ）の関係を示すグラフである。
【図４】水素吸蔵合金負極容量Ｘ（Ａｈ）に対する水素吸蔵合金負極の表面積Ｙ（ｃｍ2）の割合Ｙ／Ｘ（ｃｍ2／Ａｈ）と巻ズレ量（ｍｍ）の関係を示すグラフである。
【図５】電池出力試験を行う状態の電池を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１…水素吸蔵合金負極板、１１ｃ…芯体露出部、１２…ニッケル正極板、１２ｃ…芯体露出部、１３…セパレータ、１４…負極集電体、１５…正極集電体、１６…正極用リード、１７…外装缶、１７ａ…環状溝部、１７ｂ…開口端縁、１８…封口体、１８ａ…封口板、１８ｂ…正極キャップ、１８ｃ…弁板、１８ｄ…スプリング、１９ａ…絶縁ガスケット、１９ｂ…防振リング
【図１】
0005213312.tif 000008
【図２】
0005213312.tif 000009
【図３】
0005213312.tif 000010
【図４】
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【図５】
0005213312.tif 000012